혼합 상태 에버레시안 다중우주의 결맞음, 분기 및 타고난 규칙

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개요 및 소개

결맞음과 분기

태어난 규칙

논의

결론 및 참고자료

추상적인

에베레티아 양자역학에서 보른 규칙에 대한 정당화는 자기 위치 불확실성이나 결정 이론에 호소합니다. 그러한 정당화는 파동함수로 표현되는 순수 상태의 에베레스트 다중우주에만 집중되어 왔습니다. 양자 기반의 최근 연구에서는 (혼합 상태) 밀도 행렬로 표현되는 혼합 상태 에버레시안 다중우주를 고려하는 것이 실행 가능하다고 제안합니다. 여기에서 우리는 혼합상태 다중우주에서의 결맞음 및 분기에 대한 개념적 기초를 개발하고 보른 규칙에 대한 표준 에베레시안 정당화를 이 설정으로 확장합니다. 이 확장된 프레임워크는 Everettian 그림에 대한 '고전적' 및 '양자적' 확률의 통합과 추가적인 이론적 이점을 제공합니다.

1. 소개

EQM(Everettian 양자역학)은 일부 반직관적인 특징을 지닌 양자역학의 미니멀한 해석입니다(Barrett 2023; Vaidman 2021). 각 실험에 대한 명확한 결과를 얻기 위해 양자 상태를 붕괴시키거나 추가 변수를 추가하는 대신, 단일 양자 역학을 기본으로 삼고 단일 세계 온톨로지를 실험의 가능한 모든 결과가 실현되는 다중 우주로 대체할 것을 제안합니다. 일부 지점(평행 세계)에서. 그러므로 그것은 때때로 '다세계' 해석이라고도 불린다.

EQM에는 두 가지 주요 문제가 있는데, 하나는 형이상학적이고 다른 하나는 인식론적입니다. 형이상학적 문제는 EQM의 온톨로지에 관한 것입니다. 양자 상태로부터 명확한 기록과 관찰자가 있는 고전 세계의 모습을 어떻게 얻을 수 있습니까? 많이 논의된 솔루션은 간섭을 억제하고 "창발하는 다중 우주"를 생성하는 능력을 갖춘 결맞음에 호소합니다(Wallace 2012). 보편적인 양자 상태는 많은 가지를 가진 하나로 진화하며, 각각은 창발(준)고전적 세계를 나타냅니다.

인식론적 문제는 EQM의 확률에 대한 이해와 관련이 있습니다. 양자 역학의 주요 가정이자 실증적 확인의 중요한 요소는 보른 규칙입니다. 특정 결과를 관찰할 확률은 양자 상태의 진폭의 제곱으로 제공됩니다. 모든 측정 결과가 에버레시안 다중우주의 일부 지점에서 발생할 때 이 확률을 어떻게 이해해야 하며, 진폭 제곱을 확률로 해석하는 것을 정당화하는 것은 무엇입니까? 확률 문제에 대한 답변은 여러 가지가 있습니다. Deutsch-Wallace 프로그램은 에이전트의 신뢰도가 비합리성을 감안하여 Born 규칙을 충족해야 함을 증명하기 위해 결정 이론적 표현 정리를 사용하는 다중 우주 내 에이전트의 베팅 선호도 측면에서 확률을 이해합니다(예: Deutsch 1999, Wallace 2012). ). Sebens-Carroll(2018) 및 McQueen-Vaidman(2018) 프로그램은 "분리성" 또는 "대칭성"과 같은 특정 인식론적 원리를 사용하여 일부 지점에서 국부적인 에이전트의 자체 위치 불확실성 측면에서 확률을 이해합니다. 에이전트의 자체 위치 불확실성은 Born 규칙을 충족해야 합니다.

EQM의 이러한 방어와 정당화에는 유망한 내용이 있지만 분명한 한계가 있습니다. 그들은 다중우주의 양자 상태가 파동 함수로 표현되는 보편적인 순수 상태의 경우에만 초점을 맞춥니다. 다른 많은 현실주의 해석가들과 마찬가지로 EQM의 옹호자들은 보편적인 순수 상태를 객관적이고 정신에 독립적인 것을 나타내는 것으로 간주합니다. 그러나 양자 기초에 대한 최근 연구(Allori et al. 2013; Chen 2021; Durr et al. 2005; Maroney 2005; Robertson ¨ 2022; Wallace 2012)는 파동 함수에 기초한 위의 사실주의 접근 방식이 적합하지 않음을 시사합니다. 양자 상태에 대한 실재론의 유일한 가능성. 밀도 매트릭스를 기반으로 현실적인 입장을 취하는 것도 실행 가능하며 어떤 상황에서는 이론적으로 훨씬 더 매력적입니다(Chen 2021). 이 관점에서 우리는 (반드시 순수 상태) 파동 함수가 아닌 (아마도 혼합 상태) 밀도 행렬을 고립된 시스템 및 심지어 전체 우주와 연관시킬 수 있습니다. 밀도 행렬은 일반적으로 기본 파동 함수나 외부 환경에 대한 무지를 나타내는 데 사용되지만 밀도 행렬을 기본으로 간주하는 것도 가능합니다. 새로운 그림에서 우주 전체는 폰 노이만 방정식에 따라 단일하게 진화하는 기본 밀도 행렬로 적절하게 표현될 수 있습니다. 이에 반해 표준 그림에서는 슈뢰딩거 방정식에 따라 단일하게 진화하는 파동함수로 표현된다. 이 새로운 현실주의 그림의 기본 밀도 행렬이 표준 그림의 "무지" 밀도 행렬과 수학적으로 동일하다면 두 이론은 모든 실험에 대해 동일한 통계적 예측을 하기 때문에 경험적으로 동일할 것입니다.

모든 파동 함수는 일부 순수 상태 밀도 행렬에 해당하지만 모든 밀도 행렬이 해당 파동 함수를 갖는 것은 아닙니다. 우리, 밀도 행렬에 기반한 현실주의는 파동 함수에 기반한 현실주의보다 더 많은 양자 상태를 허용합니다. 전자는 또한 양자 현상과 열역학적 시간 흐름에 대한 통일된 설명을 제공하는 이론적으로 매력적인 패키지인 Wentaculus와도 호환됩니다(Chen 2020, Chen 2021, Chen 2022a, Chen 2022b). Chen(2021, 2019)에 따라 우리는 이 새로운 그림을 DMR(Density Matrix Realism)이라고 부르고 기존 그림을 WFR(Wave Function Realism)이라고 부릅니다. 우리는 DMR과 WFR의 Everettian 버전을 각각 DMRE와 WFRE로 표시합니다. (이것은 Albert(1996)와 Ney(2021)의 개념보다 양자 상태 현실주의에 대한 더 넓은 개념이라는 점에 유의하십시오.)

이 프로젝트에는 몇 가지 개념적 보상이 있습니다. 첫째, 다중우주의 존재론적 구조와 결맞음의 요구사항을 명확히 할 필요가 있다. 결과적으로 분기에는 결맞음이 필요하지만 결어긋남에는 보편적인 순수 상태가 필요하지 않습니다. 결맞음에 대한 이야기는 문헌에서 과소평가되어 온 순수 상태와 혼합 상태 모두에 적용됩니다.

둘째, 더 큰 상태 공간에 접근함으로써 Everettians는 DMR이 자연스럽게 제안하는 새로운 이론적 가능성을 탐색할 수 있습니다. 예를 들어 DMRE는 WFRE에는 없을 수 있는 통합 확률 계정의 기반을 제공합니다. WFRE에서는 보편적 파동 함수가 무엇인지 알지 못한 채 인식 상태를 나타내기 위해 밀도 행렬 ρ를 할당할 수 있습니다. 우리가 ρ 범위에서 추출한 확률은 가능한 다양한 후보 다중 우주에 걸쳐 있습니다. 따라서 이는 다중 우주 내에서 에이전트의 자체 위치 불확실성 또는 베팅 선호도로 해석되지 않으며 별도의 확률 소스(예: 가능한 초기 조건의 통계적 기계적/고전적 확률)로 처리되어야 합니다. 대조적으로, DMRE를 사용하면 ρ를 다중우주의 실제 기본 양자 상태를 나타내는 것으로 간주할 수 있습니다. 실제 혼합 상태 다중우주의 분기와 관련된 가중치에 해당하는 하나의 확률 소스만 설정할 수 있는 옵션이 있습니다.